日志工具spdlog全解析：理论、安装、使用与实践（C++）

news2024/11/18 11:26:58

文章目录

  • 前言
    • spdlog 与 glog
  • spdlog介绍
  • 内容
    • 日志等级
    • 输出格式
  • 使用
    • 步骤
    • 同步日志输出
    • 异步日志输出
    • 封装一个日志输出类
      • 对日志输出类的测试
  • 安装

前言

在编写项目时，通过日志追踪程序错误或其他情况出现的位置是十分重要的，对于不太复杂的场景，可以通过自行编写简单的日志记录文件，但对于大型项目，可以使用较为完善，稳定的日志记录工具；

spdlog 与 glog

一般有两种选择glog 与 spdlog，下面是两者的对比：

特性spdlogglog
性能高性能，支持异步日志性能较好，但主要为同步日志
易用性简洁明了，易于上手API 较复杂，适合 Google 环境
日志格式支持格式化字符串不支持格式化
日志级别Trace、Debug、Info、Warning、Error、CriticalInfo、Warning、Error、Fatal
输出目标控制台、文件、自定义目标默认文件输出
颜色输出支持不支持
依赖几乎没有外部依赖依赖于 gflags
自定义能力高，支持自定义格式和目标较低，主要集中在调试信息
使用场景游戏开发、实时系统等大规模软件开发、调试工具

根据上面的内容，这里我们学习spdlog的使用：

spdlog介绍

spdlog 是一个高性能、超快速、零配置的 C++ 日志库，它旨在提供简洁的 API 和丰富的功能，同时保持高性能的日志记录。它支持多种输出目标、格式化选项、线程安全以及异步日志记录。

  • 高性能：spdlog 专为速度而设计，即使在高负载情况下也能保持出色的性能。
  • 零配置：使用简单，无需复杂配置，只需包含头文件即可在项目中使用。
  • 异步日志：支持异步日志记录，显著减少对主线程的影响。
  • 格式化：支持自定义日志消息格式化，包括时间戳、线程 ID、日志级别等信息。
  • 多平台兼容：跨平台支持，兼容 Windows、Linux、macOS 等操作系统。
  • 丰富的 API：提供多种日志级别和操作符重载，方便记录不同类型的日志信息。

内容

如果要使用spdlog，首先包含头文件：

#include <spdlog/spdlog.h>

日志等级

通过查阅common.h可以找到spdlog的日志等级枚举：

namespace level {
enum level_enum
{
    trace = SPDLOG_LEVEL_TRACE,
    debug = SPDLOG_LEVEL_DEBUG,
    info = SPDLOG_LEVEL_INFO,
    warn = SPDLOG_LEVEL_WARN,
    err = SPDLOG_LEVEL_ERROR,
    critical = SPDLOG_LEVEL_CRITICAL,
    off = SPDLOG_LEVEL_OFF,
    n_levels
};

输出格式

我们可以自定义spdlog的日志输出格式

logger->set_pattern("%Y-%m-%d %H:%M:%S [%t] [%-7l] %v");
格式符描述
%t线程 ID
%n日志器名称
%l日志级别名称
%v日志内容
%Y年
%m月
%d日
%H小时（24-hour format）
%M分钟
%S秒

使用

步骤

一般在通过spdlog输出日志往往有以下几个步骤：

  1. 引入 spdlog 库

确保在项目中包含 spdlog 库的头文件。

#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/basic_file_sink.h> // 如果需要文件输出
  1. 初始化日志记录器

创建一个日志记录器，可以选择控制台输出或文件输出。

// 控制台输出
auto console = spdlog::stdout_color_mt("console");

// 文件输出
auto file_logger = spdlog::basic_file_sink_mt("logs.txt", true);
  1. 设置日志级别

设置日志的输出级别，以控制哪些信息会被记录。

spdlog::set_level(spdlog::level::info); // 只输出 INFO 及以上级别的日志
  1. 输出日志信息

使用不同的日志级别输出信息。

spdlog::info("This is an info message");
spdlog::debug("This debug message will not be shown"); // 如果级别设置为 INFO，这条不会输出
spdlog::error("This is an error message");
  1. (可选) 自定义日志格式

如果需要，可以设置自定义的日志格式。

spdlog::set_pattern("[%Y-%m-%d %H:%M:%S] [%n] [%l] %v");
  1. 清理资源

在程序结束前，可以选择清理日志资源（虽然 spdlog 会自动处理大部分情况）。

spdlog::shutdown();

同步日志输出

根据上面的内容，下面编写一个代码用于进行 同步的日志输出：

#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/basic_file_sink.h>
#include <spdlog/sinks/stdout_color_sinks.h>
#include <iostream>

int main()
{
    // 1. 设置全局刷新策略
        // 每秒刷新
    spdlog::flush_every(std::chrono::seconds(1));
        //  遇到debug以上等级日志: 立即刷新
    spdlog::flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
    // 2. 设置全局日志输出等级（可以根据每个日志器独立设置）
    spdlog::set_level(spdlog::level::level_enum::debug);
    // 3. 创建同步日治器（标准输出 / 文件） 默认是同步
    auto logger = spdlog::basic_logger_mt("file-logger", "./sync.log");
    // 4. 设置日志器刷新策略
    logger->flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
    logger->set_level(spdlog::level::level_enum::debug);
    // 5. 设置日志输出格式
    logger->set_pattern("[%n][%H:%M:%S][%t][%-8l] %v");
    // 6. 执行日志输出
    logger->trace("trace message");
    logger->debug("debug message");
    logger->info("info message");
    logger->warn("warn message");
    logger->error("error message");
    logger->critical("critical message");
    // 7. 删除日志器
    spdlog::drop("file-logger");
    std::cout << "spdlog测试 | 日志输出完毕" << std::endl;
    return 0;
}

当编译并执行可执行程序后，会生成文件sync.log，其内容为：

在这里插入图片描述

异步日志输出

代码实现上与同步日志输出一致，主要在创建日志器时不同；

#include <iostream>
#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/basic_file_sink.h>
#include <spdlog/sinks/stdout_color_sinks.h>
#include <spdlog/async.h>

int main()
{
    // 1. 设置全局刷新策略
        // 每秒刷新
    spdlog::flush_every(std::chrono::seconds(1));
    spdlog::flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
    spdlog::set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

    // 2. 初始化异步日志输出 线程配置
    spdlog::init_thread_pool(1145, 1);
    // 3. 创建异步日志器（标准输出/文件） 
    auto logger = spdlog::basic_logger_mt("async_logger", "async.log");
    // 4. 设置日志输出格式
    logger->set_pattern("[%n][%H:%M:%S][%t][%-8l] %v");
    // 5. 进行日志输出
    logger->trace("trace log {}", "hello world");
    logger->debug("debug log {}", "hello world");
    logger->info("info log {}", "hello world");
    logger->warn("warn log {}", "hello world");
    logger->error("error log {}", "hello world");
    logger->critical("critical log {}", "hello world");
    
    return 0;
}

在这里插入图片描述

封装一个日志输出类

如果每次想进行日志输出都需要先经过一系列步骤，在编码上会比较复杂，所以可以先封装一个日志输出类，每次使用前进行初始化：

#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/stdout_color_sinks.h>
#include <spdlog/sinks/basic_file_sink.h>
#include <spdlog/async.h>
#include <iostream>

std::shared_ptr<spdlog::logger> default_logger;
// mode: 运行模式
// mode = true: 发布模式 false: 调试模式
void init_logger(bool mode, const std::string& file_name, int level)
{
    if(mode) { // 发布模式: 将日志输出到文件
        default_logger = spdlog::basic_logger_mt("default_logger", file_name);
        default_logger->set_level((spdlog::level::level_enum)level);
        default_logger->flush_on((spdlog::level::level_enum)level);
    } else { // 调试模式: 直接将日志输出到标准输出
        default_logger = spdlog::stdout_color_mt("default-logger");
        default_logger->set_level(spdlog::level::level_enum::trace);
        default_logger->flush_on(spdlog::level::level_enum::trace);
    }
    default_logger->set_pattern("[%n][%H:%M:%S][%t][%-8l]%v");
}

#define LOG_TRACE(format, ...) default_logger->trace(std::string("[{}:{}] ") + format, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)
#define LOG_DEBUG(format, ...) default_logger->debug(std::string("[{}:{}] ") + format, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)
#define LOG_INFO(format, ...) default_logger->info(std::string("[{}:{}] ") + format, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)
#define LOG_WARN(format, ...) default_logger->warn(std::string("[{}:{}] ") + format, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)
#define LOG_ERROR(format, ...) default_logger->error(std::string("[{}:{}] ") + format, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)
#define LOG_CRITICAL(format, ...) default_logger->critical(std::string("[{}:{}] ") + format, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)

对日志输出类的测试

我们编写如下的代码进行测试日志输出类：

#include "logger.hpp"
#include <iostream>
#include <gflags/gflags.h>

DEFINE_bool(run_mode, false, "调试模式下的日志输出");
// DEFINE_string(log_path, "./log", "日志文件路径");
DEFINE_string(log_name, "", "日志文件名称");
DEFINE_int32(log_level, 0, "日志级别");


int main(int argc, char* argv[])
{
    google::ParseCommandLineFlags(&argc, &argv, false);
    init_logger(FLAGS_run_mode, FLAGS_log_name, FLAGS_log_level);

    LOG_TRACE("This is a trace log: {}", "TRACE");
    LOG_DEBUG("This is a debug log: {}", "DEBUG");
    LOG_INFO("This is a info log: {}", "INFO");
    LOG_WARN("This is a warn log: {}", "WARN");
    LOG_ERROR("This is a error log: {}", "ERROR");
    LOG_CRITICAL("This is a critical log: {}", "CRITICAL");

    return -1;
}

此时可以生成可执行程序，并根据以下命令进行运行：

./main --run_mode=true --log_name="my_log" --log_level=2

生成日志文件为：

wqy@wqy-virtual-machine:~/warehouse/gitClone/linux/Project/MIM-System/test/spdlog-test$ cat my_log
[default_logger][08:37:51][6590][info    ][main.cc:18] This is a info log: INFO
[default_logger][08:37:51][6590][warning ][main.cc:19] This is a warn log: WARN
[default_logger][08:37:51][6590][error   ][main.cc:20] This is a error log: ERROR
[default_logger][08:37:51][6590][critical][main.cc:21] This is a critical log: CRITICAL

安装

一般习惯直接通过包管理器进行安装：

  • Ubuntu/Debian:

    sudo apt update
sudo apt install libspdlog-dev

  • Fedora:

    sudo dnf install spdlog-devel

当然也可以通过源码进行编译安装：

  1. 安装依赖（确保你已经安装了 CMake 和构建工具）：

    sudo apt install cmake g++  # Ubuntu/Debian

  2. 克隆 spdlog 的 GitHub 仓库：

    git clone https://github.com/gabime/spdlog.git
cd spdlog

  3. 创建构建目录并进入：

    mkdir build
cd build

  4. 运行 CMake：

    cmake ..

  5. 编译和安装：

    make
sudo make install

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